Главная » Просмотр файлов » Э. Фёршт - Структура и механизм действия ферментов

Э. Фёршт - Структура и механизм действия ферментов (1128692), страница 50

Файл №1128692 Э. Фёршт - Структура и механизм действия ферментов (Э. Фёршт - Структура и механизм действия ферментов) 50 страницаЭ. Фёршт - Структура и механизм действия ферментов (1128692) страница 502019-05-11СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 50)

Можно показать, что для фермента каталитически выгодно быть комплементарным переходному состоянию субстрата ', а не исходному субстрату. В этом случае увеличение энергии связывания по мере приближения структуры субстрата к структуре переходного состояния уменьшает энергию активации стадии химического превращения.

И наоборот, если фермент комплементарен исходному субстрату, уменьшение энергии связывания при образовании переходного состояния будет увеличивать энергию активации химической стадии. В следующем разделе мы обсудим вопрос о комплементар.

ности фермента переходному состоянию субстрата, используя подразделение энергий активации на две составляющие, одна из которых отвечает стадии химического превращения', а другая равна изменению энергии связывания в ходе реакции. 3. Комплементарность фермента переходному состоянию субстрата означает, что Й„гам имеет максимальное значение Идея комплементарности при фермент-субстратном взаимодействии принадлежит Фишеру, воплотившему ее в своей знаменитой модели «замка и ключа» ]3]. В современной терминологии это означает комплементарность между ферментом и субстратом.

В настоящее время отдают предпочтение концепции комплементарности фермента переходному состоянию, введенной Холдейном ]1] и развитой Полингом [4]. а. Комплементарность фермента исходному субстрату Допустим, что максимальная внутренняя свободная энергия связывания равна гз1гь.

В рассматриваемом случае она реализуется в исходном фермент-субстратном комплексе, обеспечивая прочное связывание; дм — константа днссоцнации фермент-субстратиого комплекса — будет мала. Образование переходного состояния, сопровождающееся изменением геометрии субстрата и ухудшением соответствия, приведет к уменьшению энергии связывания и, следовательно, к уменьшению й„г. Если увели- ' Речь идет о дополнительных нековалентных взаимодействиях между реагентамн в переходном состояния реакции (см., например, И. В. Березин, К. Мартннек «Основы фнзнческой химин ферментатнвного катализа», М., Высшая школа, 1977, стр. 42 — 47, 72). — Прим.

ред. ГЛАВА Ю чение свободной энергии, вызванное ухудшением структурного соответствия между ферментом и субстратом, обозначить через Лбн, а свободную энергию активации для образования и разрыва химических связей на стадии, определяемой константой й„г, через Лба, то наблюдаемая свободная энергия активации Ф Рнс. 10.2. Измененне энергии Гиббса для реакция, схематнческн изображенная а подпнсн к рнс.

!0.1. Пунктнрная лнння — фермент структурно компле. ментарен субстрату, сплошная — переходному состояниях (Ьбз — отрицатель- ная нелнчнна, ЬОь н АОе положительны.) для стадии химического превращения субстрата с константой скорости й„г будет равна Ло* = бПо*+ Лбн (10.5) и Лбз = Лбь. (10.6) Энергия активации Гиббса для процесса (10.2) есть ЛОФ+ Лоз, т. е. Ь6~ = Лбот + Лбя + Лбь. (10.7) б.

Комплементарность фермента переходному состоянию субстрата В этом случае полная энергия связывания Лбь реализуется в переходном состоянии. Исходному фермент-субстратному комплексу соответствует положительный член Ьгтн, который увеличивает Км. а прирост энергии связывания по мере приближе- 297 теОРии ФеРментАтивиого ЕАЕАлизА ния к переходному состоянию увеличивает й„ь Таким абра* зом, АОФ = ДО~Ф Аб~ (10,8) и Ьбз = Лбь+ Лбе. (10.9) И опять энергия активации Гиббса для перехода, характеризующегося константой й, ~/Км, определяется выражением ЛО1 = ЛО» + Лбз, т, е. ЬО~ = Лб«Ф + Лбь (10.10) и Лбе из выражения исключается. Сравнение уравнений (!0.7) и (10.10) показывает, что, когда фермент комплементарен переходному состоянию субстрата, а не самому субстрату, й ь/Км возрастает в ехр(ЛОКАУТ) раз.

Следует отметить, что й„ь/Км не зависит от взаимодействий в исходном фермент-субстратном комплексе, поскольку член Лбе не входит в соответствующие уравнения. 4. Экспериментальные данные об использовании энергии связывания в катализе и комплементарности фермента переходному состоянию субстрата а. Энергия связывания Наиболее четкие данные об использовании энергии связывания в катализе получены при кинетических исследованиях сериновых протеаз. Напомним (гл. 1), что эти ферменты имеют ряд «подцентров» для связывания аминокислотных остатков полипептидных субстратов.

Из табл. 10.1 видно, что, когда ббльшие по размеру группы занимают в химотрипсине центр связывания уходящей группы, их энергия связывания используется для увеличения йьм/Км. К увеличению й„ь/Км приводит и удлинение полипептидной цепи субстратов эластазы. Интересно отметить, что в приведенных примерах энергия связывания добавочных групп не понижает Км, т.

е. используется не для связывания субстрата, а для увеличения й„ь Аналогичная ситуация наблюдается и для пепсина. Из табл. 10.1 видно, что Км для гидролиза широкого круга субстратов равна 0,1 мМ. И опять добавочная энергия связывания групп ббльших по размеру субстратов используется для увеличения й„ь а не для уменьшения Км. Таким образом, чем больше по размерам субстрат, тем выше значение й, ~/Км. Очень интересные данные получены при исследовании катализируемого химотрипсином гидролиза синтетических эфиров ГЛАВА !О Таблица 10.! Ввзимопреврзп(ение ввергни звтпвацвв в связывания зон(!Км М-1 с-1 "сн! км, мм Фермент н субстрат а.

Химотрипсимо) АсТуг-ХНт АсТуг-61уХНв АсТуг-А1вХНв АсРгоТуг-61 уХНв АсРЬе-ХН2 АсРЬе-6)уХНв АсРЬе-А)зХНв АсРгоРЬе-61уХН2 б. Эластава ! АсА1еРгоА1з-ХНт АсРгоА!пРгоА!п-ХН, Ас61уРгоА1п-ХН3 АсРго61уРгоА!з-ХН2 в. Пепсинв) !раси(еплеппе РЬе61у 2РЬе61у 2А!н61у 2А!пА1п 261уА!з 261у!1е 261у1.еп РЬе61у61у 2РЬе6!76)у Мпвг) Мпв6! у") МП361 761 у") МпвА! в А! в") 0,17 0,64 0,06 0,14 2,8 0,76 32 23 17 32 31 15 25 15 5 28 440 140 2 1О 114 51 0,09 8,5 0,02 2,8 4,2 3,9 33 43 21 2200 0,5 64 РЬе — РЬе 0,5 25 145 282 409 13 134 6 127 0,002 0,13 16 112 в АсРЬеРЬеОР4Р) связи 1,7 ° 103 2,2 ° 1(Р 5 8 ° !Ов 7. 104 3,7 ° 104 1,8 ° 1Ов 4,2 ° 104 1 ° 104 9,8 ° 104 20 3,7 ° 1Ов 2,3 ° 103 2 1Ов 0,3 0,1 1 0,25 0,04 0,11 0,07 0,03 0,6 0,13 0,1 0,03 0,07 0,06 М Ввпмнпп 97. К., В(теотего Б,А., Ппиег Н., РЕВБ (оцв., В.

737 ()970): Енг. Л В(осьозп., 39, 33! ((973); 23 'С, РН 7,9. б) тьомрвоп и, с., в(оп! е. и., в(осьоты(гу, и, и пмзь зг 'с, рн 9. П) 5новаоч О. Р.. Ргп(оп Л 5.. В(освопг(в(гу, 9, 44бз ((970). (ОР4Р 3 (4 пнрнлнл) пронин-! онсн)! 37 'С, РН 3.3. ") Бнсвбеч О. Р.. Ргпып А Б., Ргос. пв(п. Аснб.

Бс!. П. 5. А., 72. 3424 ((973) (Мпв монсен): Й 'С. РН 2,4. !табл. 10.2). Увеличение размера гидрофобной боковой цепи, связывающейся с гидрофобным центром фермента, приводит к возрастанию йсв(IКм вплоть до 1Ое. Увеличение энергии связывания в случае больших по размеру субстратов расходуется на уменьшение константы диссоциации фермент-субстратного ТЕОРИИ ФЕРМЕИТАТИВНОГО КАТАЛИЗА Таблица 10,2 Кинетические параметры тидролиаа химотрнпснном метиловых ефнров тт'-апетнламнноинслотнс КЗ 22 22 (Е+ ЙСО2Ме мам В.КСО2Ме — м йСО- — м Е+ ДСОРН) нт а-хнметрннснн, та 'с, Рн 7,8 <данные табл.

у.аь б~ Этнненма нфнР комплекса и увеличение констант скорости ацилирования и деацилирования. В равд. Б данной главы будет показано, каким образом расходование энергии связывания на увеличение й„ь а не на уменьшение Км приводит к повышению скорости реакции.

б. Комплементарность фермента переходному состоянию субстрата Прямое указание на комплементарность фермента переходному состоянию субстрата было получено при рентгеноструктурном анализе сериновых протеаз и лизоцима 1разд. В.4 данной главы и гл. 1), а также при исследовании связывания аналогов переходного состояния. Этот подход был предложен Полингом в 40-х годах, но оценен по достоинству лишь недавно 14). 5.

Аналоги переходного состояния субстрата: зонды для исследования комплементарности 1б, 61 Зная механизм органической реакции, можно получить представление о структуре переходного состояния ферментативной реакции, синтезировать соединения, близкие к переходному состоянию субстрата, и сравнить присоединение к ферменту этих соединений с присоединением исходного субстрата.

а. Лизоцим и глюкозидаза Лизоцим катализирует гидролиз полисахаридного компонента клеточной стенки растений и синтетических полимеров, ГЛАВА !О структурные единицы которых, г)-ацетилглюкозамин (1)АС), соединены друг с другом и (! — 4)-связями (см. гл. 1). Исходя из результатов исследования неферментативных реакций, можно ожидать, что в ходе гидролиза образуется карбоний-ион, в котором глюкопиранозное кольцо, имеющее форму кресла, изменяет свою конформацию, прнимая форму софы (см.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
2,63 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6418
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее